L'informatique quantique se prépare pour ses premières applications réelles

Les ingénieurs parlent de l'informatique quantique - la possibilité de faire de l'informatique sur des bits qui montrent un enchevêtrement quantique et qui peut donc potentiellement être activée et désactivée en même temps - pendant des décennies. Ces dernières années, cette promesse s'est rapprochée de la réalité grâce au développement de systèmes de recuit quantique tels que ceux fabriqués par D-Wave, aux processeurs quantiques à usage général développés par des sociétés telles qu'IBM et Intel, et aux tentatives de création d'une nouvelle programmation. langages conçus pour l'informatique quantique.

Au CES, au début de ce mois, Intel a annoncé avoir un système avec 49 qubits (ou des bits ayant existé dans un état quantique) en partenariat avec Qutech, basé aux Pays-Bas. Ce nouveau système, appelé Tangle Lake, constitue un grand pas en avant par rapport à il y a deux mois, lorsque la société a annoncé un système à 17 qubits.

Mais j'étais plus intéressé de voir les progrès réalisés par IBM en informatique quantique, car la société avait récemment annoncé un système de 50 qubits et, ce qui est peut-être encore plus important, dispose de certains dispositifs informatiques quantiques généraux que ses clients peuvent réellement utiliser.

Au salon, Jeff Welser, vice-président et directeur du laboratoire de recherche IBM à Almaden (près de San Jose), a présenté l'ordinateur quantique et décrit le système de base. L'ordinateur lui-même est relativement petit, mais les systèmes de refroidissement nécessaires à son fonctionnement sont énormes; il lui faut en réalité une salle remplie d'unités de refroidissement, avec des pompes à vide et des réfrigérateurs à l'hélium liquide, pour atteindre une température de 10 à 15 millikelvins, ce qui est plus froid que même un espace extérieur (environ 3 kelvins en moyenne).

Les développeurs et les chercheurs ont actuellement à leur disposition une version 16 bits de la machine accessible via un site Web, ainsi qu'une version 20 bits que des clients spécifiques peuvent utiliser, y compris des partenaires tels que JSR et Hitachi Metals. Ces systèmes sont actuellement installés dans les installations de recherche d’IBM à Yorktown Heights, dans l’État de New York. La version 50 bits devrait être disponible pour les partenaires plus tard cette année.

Welser a déclaré que le nombre de qubits importait non seulement, mais aussi que le système était en "cohérence" pour générer des résultats. En pratique, dit-il, vous exécutez plusieurs fois les mêmes calculs et vous faites la moyenne des résultats. La combinaison du nombre de qubits, du nombre d'enchevêtrements simultanés et du taux d'erreur crée le "volume quantique" qui est vraiment important pour la résolution de problèmes.

Welser a déclaré qu'il pensait qu'avec un système de 50-100 qubits, les utilisateurs seraient capables de faire des choses impossibles avec les ordinateurs conventionnels.

Welser a expliqué que la première application réelle serait probablement l'analyse de matériaux utilisant la chimie quantique, et en particulier la simulation de différents types de polymères et de nouveaux alliages. C'est parce que vous pouvez simuler le poids, la force et d'autres propriétés, ce qui était auparavant un effort impliquant beaucoup d'essais et d'erreurs.

L'apprentissage en profondeur est une autre application possible pour les systèmes avec un nombre limité de qubits, car la correction des erreurs n'est pas aussi importante.

Vous entendez souvent dire à quel point l’informatique quantique peut casser bon nombre des algorithmes de chiffrement actuels. Welser reconnaît que c'est peut-être le cas, mais a ajouté qu'il vous faudrait un système doté d'un million de bits pour le faire, ce qui signifie que ce ne sera plus un problème pour plusieurs années. (Entre-temps, de nombreuses organisations travaillent au déploiement d'algorithmes qui ne seront pas affectés. Nous espérons que ces nouveaux algorithmes seront en place avant que les ordinateurs quantiques ne soient prêts.)

L'informatique quantique n'est pas le genre de chose qui affectera la plupart des entreprises pendant des années, mais la présentation a donné un aperçu intéressant de certaines applications spécifiques qui seront bientôt possibles, ainsi que d'un futur possible pour l'informatique plus générale.

Voici une affiche expliquant le fonctionnement du système complet.